第一篇：電力系統仿真

1、潮流計算

電力系統的潮流計算，是指在給定電力系統網絡拓撲結構，元件參數和發電負荷參量條件下，計算有功功率、無功功率及電壓在電力網中的分布。通常給定的運行條件有系統中各電源和負荷點的功率、樞紐點電壓、平衡點的電壓和相位角，待求的運行參量包括網絡中各母線節點的電壓幅值和相角，以及各支路的功率分布、網絡的功率損耗等。

2、潮流計算的目的

電力系統潮流計算的最主要目的是為了讓電力系統能夠安全穩定運行的同時做到經濟運行，為電力資源的調度，電網的規劃，電力系統的可靠性分析提供支撐。

具體表現：（1）、在電網規劃階段，通過潮流計算，合理規劃電源容量及接入點，合理規劃網架，選擇無功補償方案，滿足規劃水平的大小方式下潮流交換控制、調峰、調相、調壓的要求。（2）、在編年運行方式時，在預計負荷增長及新設備投入運行基礎上，選擇典型方式進行潮流計算，發現電網中的薄弱環節，供調度人員日常調度控制參考，并對規劃、基建部門提出改進網架結構，加快基建進度的建議。（3）、正常檢修及特殊運行方式下的潮流計算，用于日常運行方式的編制，指導發電廠開機方式，有功、無功調整方案及負荷調整方案，滿足線路、變壓器熱穩定要求及電壓質量要求。（4）、預想事故、設備退出對靜態完全的影響分析及作出預想的運行方式調整方案。

即電力系統在運行方式和規劃方案的研究中，都需要進行潮流計算以比較運行方式或規劃供電方案的可行性、可靠性和經濟性。同時，為了實時監控電力系統的運行方式，也需要進行大量而快速的潮流計算。因此，潮流計算是電力系統應用最廣泛，最基本和最重要的一種電氣運算，在系統規劃設計和安排系統的運行方式時，采用離線潮流計算，而在電力系統運行狀態的實時監控中，采用在線潮流計算。

3、本次仿真的目的及任務

通過仿真，了解和熟悉電力系統潮流分析計算的軟件的使用方法，結合理論知識，熟悉計算機解潮流分布時的方法，學會分析潮流計算的結果，對功率，電壓等作出評價是否符合要求，初步能夠運用計算機對一個小型電力系統網絡供電的設計。

本次仿真中設計了一個三機五節點的小型交流電力系統網絡，主要通過MATPOWER進行電力系統潮流的結算，得到每條支路上的功率流動情況，每個節點的損耗等，分析網絡中的損耗情況，損耗過大的話改進算法重新進行潮流的計算，得到更加合理的潮流分布。

第二篇：電力系統仿真模型參數

實驗一：中性點經消弧線圈接地系統A相接地故障實驗

利用MATLAB搭建了小電流接地系統模型。線路采用分布參數模型，其正序參數為：

R0?0.23?R1?0.17?/km，L1?1.2mH/km，C1?9.697nF/km；零序參數：/Y/km，L0?5.48mH/km，C0?6nF/km；變壓器連接方式為：?，110KV/35KV；其中線路1所帶負載為2MVA，線路3所帶負載為5MVA。供電線路總長度為100km，若故障發生在線路的50km處，且在0.02s發生故障，0.04s恢復正常運行（在故障發生器中已設置），由于單相接地故障占到整個系統故障類型的80%以上，所以，仿真以A相接地故障為例進行。仿真模型中系統采樣頻率f?1000KHZ，整個仿真時間為0.06s。

實驗內容：分別做出當過渡電阻為5?、50?、500?時，線路UA、UB、UC以及IA、IB、IC的波形，并分析與所學單相接地故障時的邊界條件是否符合。

注意：

1.實驗報告紙上的實驗器材、實驗步驟、結果分析等內容都要填寫完整，除實驗結果（波形）應另附外，其他都在實驗報告紙上完成。

2.實驗步驟描述模型的搭建過程，以及各個參數數值的大小和設置過

程。

3.4.結果分析要詳細且有說服力。該模型時在MATLAB7.6（MATLABR2008a）中建立的模型，其它低版本的可能打不開，建議同學們采用高版本軟件運行模型。

實驗二：電力系統潮流分析

采用實驗一的模型，進行實驗二，做出：

阻抗依頻特性波形； 發揮部分：采用分析FFT變換特性以及潮流分析部分。注意：實驗報告要求和實驗一一樣，必須嚴格給出實際的仿真步驟以及實驗結果分析。

第三篇：電力系統建模仿真作業

風電并網后靜態電壓穩定性分析的建模與仿真

電力系統經常采用P-V曲線分析法來分析有關靜態電壓穩定性的問題,P代表穿越傳輸斷面傳送的功率或者一個區域的總負荷,V代表代表性節點或關鍵節點的電壓。P-V曲線分析法即是建立一個區域負荷或者傳輸界面潮流和節點電壓之間的關系曲線,從電力系統當前的穩定運行點開始,通過不斷增加P,使用潮流計算,描出代表節點的電壓變化曲線,用P-V曲線的拐點來表示區域負荷或者傳輸界面功率的增加導致整個系統臨界電壓崩潰的程度,即系統靜態電壓穩定極點。

在把P-V曲線法用于研究風電的接入對電壓靜態穩定性的影響時,P代表的是風電場輸出的有功功率,V為機端電壓、風電接入點電壓（PCC電壓）等其他需要監測的母線電壓。

實際上，P-V曲線法是在靜態情況下,研究風速變化導致的風電場輸出有功功率的變化對電網電壓的影響。用風電輸出的有功功率引起的電壓水平的變化及當前運行點到電壓崩潰點的“距離”,反映風電接入的電網的電壓穩定裕度。

在求取風電接入系統的P-V曲線時 ,除了系統平衡節點外,一般不考慮網內其他常規機組的有功功率的變化以及網內負荷的變化情況。

綜上,電網基于靜態電壓穩定性的風電接納能力,即是以電網的靜態電壓穩定性作為約束條件,在保證電網靜態電壓穩定的基礎上盡可能多接入風電。通常系統靜態電壓越限臨界點所接入的風電容量即為系統可接納的最大風電并網容量。

1算例

本文通過IEEE14節點標準測試系統作為算例，風電場通過變壓器和110 kV線路接入IEEEl4節點標準測試系統的14號節點，使用以上算法對基于靜態電壓穩定性下的一風電場的并網功率極限進行計算。

風電場110kv線路IEEE14節點系統圖2.2 風電場接入IEEE14系統圖

圖中變壓器標幺變比取1（在實際運行中，可以通過改變變壓器的分接頭來調控特定節點的電壓），風電場接入系統的線路參數為12.6+j24.96Ω。本文基于雙饋感應風機的風電場進行電壓靜態穩定約束下接納能力計算。1.1基于雙饋感應風機的風電場接納能力計算 1.1.1Powerworld仿真軟件簡介

Powerworld是一個面向對象的電力系統大型可視化分析和計算程序,其擁有優異的交互性能以及友好的用戶界面。PowerWorld軟件集電力系統潮流計算、靜態安全分析、靈敏度分析、經濟調度EDC/AGC、短路電流計算、,最優潮流OPF、GIS功能、無功優化、用戶定制模塊、電壓穩定分析PV/QV、ATC計算、等多種龐大復雜功能于一體,并使用數據挖掘技術來實現強大豐富的三維可視化顯示技術。

1.1.2Powerworld仿真算例

按照前文所介紹的算例，仿真系統單線圖如下圖所示：

圖1.1 Power World下的ieee14節點系統接線圖

本文在原模型中另加入15號母線，并在15號母線上添加了一臺雙饋式感應風機來等值一個風電場。

本例中雙饋異步電機風電機組采用恒功率因數控制方式,且功率因數cosφ = l，利用Powerworld中P-V曲線繪制功能，不斷增加在15號母線處的雙饋式感應電機的有功輸出，繪制出風電接入處電壓隨風機并網功率變化的P-V曲線圖。如下圖所示：

圖1.2 風電接入處P-V曲線圖

大規模風電接入后,電力系統電壓穩定性降低的原因是風機會消耗一定的無功功率。由上圖可以看出，當風電輸出有功功率功率較小時，風電接入地區的電壓有所上升，這是因為風電的接入為接入地區的電網提供了一定的有功功率，減少了該地區從主網吸收的功率，使得傳輸線路及變壓器上的無功損耗減小，降低了主網與風電接入點的電壓差。

當風電場輸出的有功功率進一步增加時，風電接入地區電壓下降，這是因為當風電場輸出較大時，風電場附近局部電網由受端系統轉化為送端系統。當外送的有功出力繼續增加時，線路及變壓器上的無功消耗增大，需要從主網吸收大量的無功功率，無功功率的傳輸導致風電接入點的電壓與主網的壓差不斷增大，導致接入點電壓水平不斷下降。當系統電壓升高或降低超過電力系統的規程規定的標準時，就容易導致電壓失穩。

此外，風電接入前的并網點電壓水平以及風電場的功率因數也是影響電網接納風電能力的重要因素。風電接入前,并網點的電壓水平由整個系統決定，當并網點的電壓水平很高時，如果風電的接入容量較小，則對并網點的電壓的抬升效果可能會造成電壓越上限。當風電場運行在不同的功率因數下，即風電機組吸收或發出無功功率會抬升或降低并網點及附近母線電壓，可能會造成電壓越限,使電網失去電壓穩定性。由于常規電機具有一定的無功調節能力，可以在機組的無功極限內通過控制其無功輸出以保證連接節點的電壓維持穩定，所以當風電場出力較小時，與常規機組連接的母線電壓變化不大。

但是在風電場出力持續增大的過程中，如果常規機組的無功調節能力達到了機組極限，即發出的無功功率超過極限值時，則隨著風電場并網功率的持續增加，其輸出無功不會再改變，以保證風電機組的穩定運行，因此，母線電壓仍會下降。如下圖所示：

圖1.3 發電機母線的P-V曲線圖

再繪制出其余節點的P-V曲線圖，如圖1-4和1-5所示：

圖1.4 剩余母線P-V曲線圖

圖1.5 剩余母線P-V曲線圖

繪制出所有母線的P-V曲線圖后，分別觀察其母線電壓是否越限，得到節點電壓越限時風電場輸出功率的集合，取其最小值即為基于電力系統靜態電壓穩定性下的風電最大并網功率。

第四篇：電力系統調度員培訓仿真系統

電力系統調度員培訓仿真系統關鍵技術研究

摘要：調度員培訓仿真系統（DTS）作為電網調度自動化系統一個重要的子系統，為科學分析電網，提高人員素質，保證電網安全可靠、穩定運行奠定了基礎。本文在介紹DTS系統發展現狀的基礎上，闡述了該系統的原理、組成及其主要功能，并重點探究了DTS系統的關鍵技術。

關鍵詞：DTS；電網調度自動化系統；發展現狀；關鍵技術 0 引言

調度員培訓仿真系統(DTS）是電網調度自動化系統的一個組成部分，是現代計算機軟硬件技術和電力系統分析技術相結合的產物。隨著電網規模的不斷壯大，電網結線也越來越復雜、運行方式也更加多樣化。提高調度員的專業水平，預防不安全運行方式的出現，己被調度部門認為是最積極的反事故措施之一。在這種環境下，DTS將成為培訓調度員的強有力的工具，在調度日常工作中越來越起到舉足輕重的作用。1 DTS系統國內外發展現狀

由于電力系統的結構復雜和對安全性要求高，調度員培訓仿真系統（DTS）的建設顯得十分重要，事實證明，它是培訓調度員的最佳工具[1]。

國外于1976年提出DTS的概念，1977年研制出第一套DTS，1978年美國EPRI組織了關于DTS的大討論后，DTS在國外迅速推廣，經過十年多的發展，已基本穩定，從上世紀90年代開始將動態仿真將面向對象等技術引入DTS。國內 DTS的研究從上世紀80年代末開始，1990年第一套DTS系統投運，經過十幾年的發展，已從理論研究走向實際運用，并逐漸形成為一個產業。DTS的應用從東北、華北和華東三大網調的試點，推廣到各個網省調、大中型地調、集控中心和大型變電站，并拓展到電力培訓中心和高等院校電力專業。

DTS的體系結構從與EMS接口采用“定制”方式的獨立型異構系統到與EMS采用統一支持平臺的一體化系統，直至目前正在研究的與EMS接口采用“即插即用”方式的跨平臺系統（遵循IEC 61970標準），使DTS的軟件功能經歷了從單一到綜合，從簡單到復雜的發展過程。其仿真方法包括對電網的穩態仿真、準動態仿真、故障仿真、暫態仿真和全動態仿真以及對保護的邏輯仿真和定值仿真，其設備模型包括一次設備、二次設備、遠動設備以及部分動力設備。DTS的現場運行從被動到主動，從偶爾使用到日常使用，其作用也由演示性轉變為指導性，并成為調度自動化的一個重要產品和控制中心培訓調度員的得力工具。DTS系統原理[2]

電網調度自動化系統由三個子系統組成，分別是:SCADA系統、EMS系統和DTS系統。其中SCADA為數據采集和監控，為調度員提供電網潮流的實時數據:EMS為能量管理系統，提供分析決策電網的各項功能;DTS為調度員培訓仿真系統，根據EMS的歷史斷面或實時斷面所形成的初始教案供調度員分析和研究。

DTS系統的原理，一邊表示實際的電網和調度系統，它通過遠動設備采集電力系統中各電力設備的運行狀態(如頻率、潮流、電壓、開關狀態、繼電保護信號‘和事故信號等)通過通信通道送到調度室的實時調度系統上，調度員坐在調度室中，面對數據采集監控(SCADA)系統和高級應用軟件組成的EMS系統，完成對實際電力系統的實時監控和分析決策。另一邊表示DTS系統，它好似實際電網及調度系統的“鏡像系統”，學員坐在學員室中充當“調度員”，接受培訓，學員室中配備與實際調度室一致的EMS軟硬件系統(即學員臺)，讓學員有一種身臨其境的感覺；而教員一般由經驗豐富的資深調度員充當，他坐在教員室里，利用教員臺，在培訓前準備教案，在培訓中控制培訓過程、設置電網事故，并充當 廠站值班員，執行由學員下達的“調度命令”，在培訓結束后評價學員的調度能力。在培訓進行過程中，學員與教員之間的通信采用電話進行，來模擬調度室調度員和廠站值班員之間的通信方式。教員室與學員室是同一個屋子，電力系統模型和遠動設備模型分別是實際電力系統和遠動設備的數字仿真。3 DTS系統的組成

DTS通過模擬電力系統和控制中心為調度員提供一個逼真的環境，以便培訓在系統正常、故障和恢復情況下的操作[3]。其基本組成部分應有四個：

（1）控制中心模型(CCM)。CCM應與實際控制中心的環境一致，并且具有能量管理系統(EMS)的各種功能。CCM是培訓模擬量中學員所面對的環境，包括網絡分析(NA)、數據采集和監控(SCADA)、自動發電控制(AGC)等功能。

（2）電力系統模型(PSM)。PSM模擬電力系統網絡及各種設備的靜態和動態響應，包括發電機組、輸電線路、負荷、變壓器和繼電器等。對PSM的要求是真實，要協調好計算速度和模型精度之間的關系。

（3）教員臺(IP)。IP提供了監視和控制培訓過程的功能，包括初始化和調整控制參數、設置事件序列、與學員通信及干預培訓進程等。

（4）可以直接采集電力系統模型的狀態真值進行電網的安全經濟運行評估。通過該系統，可以實現培訓評估，以供教員在評估學員水平時參考，可進行培訓評估打分，并給出評估報告，以實現學員自我培訓。4 DTS系統功能

系統分為九大功能[4]：基本調度指令模擬，故障的設置，誤操作的模擬，繼電保護和自動裝置動作的模擬，開關或保護誤、拒動模擬，查詢、監視功能，培訓過程控制，教案制作，培訓評估。

（1）基本調度指令模擬：1）開關分/合操作；2）刀閘投/切操作；3）發電機的并網/退出操作；4）發電機增/減出力操作；5）負荷調節；6）發電機無功(或電壓)調節；7）電容器、電抗器的投切；8）變壓器分接頭轉換；9）AGC控制；10）保護定值、時限的修改及投切操作；11）自動裝置的定值修改、投切、復位操作；12）各種故障處理；13）故障后的復原操作。

（2）故障的設置

用于進行故障培訓時模擬各種故障時間的輸入，教員可以根據需要選擇下列故障要素：1）故障起始時間：以培訓時鐘為參考，選定故障時刻(時、分、秒)；2）故障點：在任何網絡元件(如發電機、線路、變壓器、電抗器、母線等)的某一位置處(如線路距始端處的百分比值)；3）故障的持續時間：瞬時，故障可自動重合成功；延時，故障后自動重合不成功，但一次手動強送能成功;延時，故障后自動重合一次強送不成功，二次強送可成功；永久故障，未經檢修消除，重合永不成功。故障類型:單相接地，兩相短路，兩相短路接地，三相短路，一相斷線，二相斷線，三相斷線，發電機勵磁系統故障以及電力系統其它常見故障。故障點接地阻抗：可零阻抗直接接地，也可輸入某一阻抗值接地。

（2）誤操作的模擬

對于帶負荷拉刀閘、帶負荷合刀閘、用刀閘充空載線路或變壓器、帶空載線路或變壓器拉刀閘、帶電壓合地刀、帶地刀合開關、強送至永久故障上等基本操作均可自動生成相應的故障事件。

（3）繼電保護和自動裝置動作的模擬

故障時繼電保護及自動裝置模型將自動顯示其動作情況，并伴有音響和閃光信號，同時通過跳開相應的元件開關去影響PSM。故障應跳開的開關在繼電保護模擬時，可選用下列 兩種方法：邏輯判斷法和定值比較法。

（4）開關或保護誤、拒動模擬

能夠模擬實際電網中的電氣設備誤動、拒動行為。并根據誤動、拒動情況模擬下級或越級的動作行為。

（5）查詢、監視功能

應可查看全網設備的保護、自動裝置、低頻減載、低壓減載動作信息、培訓過程中的電網越限信息?？杀O視培訓過程中的各種有功、無功、電流、電壓、頻率等電氣量的變化和越限情況。

（6）培訓過程控制 可以進行培訓開始、培訓暫停、培訓繼續、培訓停止等操作，并能夠實現培訓重演功能，包括重演開始、重演暫停、重演繼續、重演結束和培訓速率設置等操作。

（8）教案制作

能夠記錄了培訓的初始方式和教員設置的事件列表，可用于反復培訓不同的學員。教案內容應包括教案名稱、制作人、制作時間、共享屬性、教案描述等信息。

（9）培訓評估

可根據學員在培訓過程中的操作行為給出評估，同時對誤操作、繼電保護、自動裝置的動作信息、學員操作行為造成越限的情況做出相應的記錄，并打印出評估報表。

DTS系統應可滿足上述各項基本功能的需求，其穩態電力系統模型應可模擬各種操作或保護動作跳開相應開關以后的新工況下的系統潮流，其動態電力系統模型應可模擬上述故障或誤操作后電力系統的機電暫態過程。5 DTS系統關鍵技術 5.1 跨平臺技術[5] DTS系統統遵循IEC61970新標準，提供CIM/CIS接口，滿足數據實時交互及共享的要求。CIM和CIS為DTS系統間實現數據共享提供了數據交換的標準。CIM主要定義了公用的電網模型規范，是數據格式的標準;而CIS則定義了軟件即插即用的接口描述，是數據傳輸的接口標準。

DTS系統既可與EMS系統一體化實施，也可以作為獨立系統配合其它廠家的EMS系統運行，可通過符合IEC 61970標準的CIM/CIS接口從第三方廠家的EMS系統獲取電網模型、方式數據等，減少用戶的重復維護工作DTS系統的支撐平臺對底層操作系統和硬件平臺進行封裝，對外提供與具體應用系統和硬件無關的統一的開發和運行接口。提供了異構環境下互操作的機制，還提供跨平臺的圖形技術。在不同的硬件平臺上均可實現DTS, DTS子系統也可分布在不同的硬件平臺上。圖1所示為跨平臺框架示意圖。

圖1 跨平臺構架示意圖

5.2 圖模庫一體化技術[5] 所謂圖模庫一體化，即在繪制廠站接線圖的同時，實現設備與數據庫的聯接，生成電網模型，確定拓撲關系，為電網分析打下良好的基礎。圖模庫一體化技術按照面向對象的方法設計的基于CIM的圖庫一體化技術，供了一套先進的圖形制導工具，圖形和數據庫錄入一體化，作圖的同時可在圖形上錄入數據庫，使作圖和錄入數據一次完成，自動建立圖形上的設備和數據庫中的數據的對應關系。所見即所得，便于快速生成系統。圖模庫一體化技術可以根據接線圖上的連接關系自動建立整個電網的網絡拓樸關系，大大簡化了EMS系統的工程化工作和維護工作，而且保證了維護工作的正確性，避免人為錯誤，保證圖形、模型、數據庫的一致性，減少建模和建庫時間。5.3 區域聯合聯合反事故演習技術[5] 可實現網、省、地、縣等各級調度聯合反事故演習。既做到各種演習信息的發布又可實現各調度控制中心和參演廠站的遠程操作。提供機制以防止多用戶并發訪問的擁塞，并能滿足遠程動態數據刷新響應的實時性要求。DTS主站和各DTS子站的數據傳輸接口和仿真計算接口是關鍵技術。DTS主站與各DTS子站的接口如下:DTS子站的計算結果(主要指變壓器110kV側的負荷值)可以提供給DTS主站使用，DTS主站的計算結果為DTS子站提供外網數據。各級DTS的互聯基于工EC61970的C工M信息模型與AP工接口標準，數據庫基于CIM模型，數據傳輸上采用CIS接口協議。5.4 內存數據庫技術[6] 內存數據庫是支持實時事務的最佳技術，其本質特征是其“主拷貝”或“工作版本”常駐內存，即活動事務只與實時內存數據庫的內存拷貝打交道。顯然，它要求較大的內存量(根據不同的數據量所需的內存量也不相同)，但并不要求任何時刻整個數據庫都能存放在內存，而是將要處理的數據根據相關規則放到內存中，即內存數據庫系統還是要通過I/O來傳輸數據。盡管如此，但它己不是傳統磁盤數據庫的概念，所以傳統數據庫適用的數據結構、事務處理算法與優化、并發控制及恢復等技術對內存數據庫不一定合適。特別是在處理巨量數據的實時性方面，由于其數據及事務事務處理不涉及I/O。內存數據庫體現出其巨大的處理效率優勢，但考慮內存直接快速存取的特點，內存數據庫的有關技術，如搜索算法、恢復機制等都不同于傳統的商業數據庫，所以其設計應該打破傳統磁盤數據庫的設計觀念，以CPU和內存空間的高效利用為目標，再根據具體的硬件條件來重新設計開發各種合適的數據處理和事務管理的算法、技術、方法及機制。5.5仿真算法技術

目前國內主流的DTS計算方法主要有以下三種[4]：分別是動態潮流計算方法，穩態、動態結合切換計算方法以及全過程仿真算法;動態潮流計算方法由于計算精度較差一般不采用，目前主要采用的是穩態、動態結合切換算法和全過程仿真算法。下面對以上三種算法進行分別介紹。5.5.1 動態潮流算法

動態潮流算法的基本是潮流算法，一般設定固定的統一頻率，只模擬電網的設備，排除發電設備的微分方程，同時將系統的不平衡功率分配給系統中的發電機組。該算法的優點是:計算量小，潮流計算可以擴大到每分鐘計算。而缺點則是無法展示系統的動態過程和長過程，容易造成機組間擺動。其算法框圖如圖2所示。

圖2 動態潮流算法框圖

5.5.2 穩態、動態切換結合算法

這種方法是在電力系統正常運行時采用動態潮流計算，而系統在故障或受到大的沖擊擾動情況下，則采用穩態、動態算法相結合的方法，在系統穩定后只保留網絡代數方程，不考慮機組之間的擺動，繼續進行過動態潮流計算。這種算法優點在于計算量小，缺點在于如果在第一次沖擊擾動穩定以后再次發生擾動情況時，第二次所采用的發電機微分方程所取得的初始值不夠精確，造成再次計算的精度差。

而DTS用于電網大事故處理時，由于繼電保護、自動裝置動作時間很長，或由于運行人員操作錯誤(如誤合接地刀)或系統中偶然又發生故障，再度又第二次大干擾的可能性是存在的。穩態模型與暫態模型來回切換，程序復雜，精度較差。算法簡單框圖如圖3所示。

圖3 穩態、動態切換算法框圖 5.5.3 全動態仿真算法

為了能夠方便電網分析，通過對電力系統中電氣設備元件在電力系統動態過程中地響應特性的分析，根據研究目的的不同我們人為地將電力系統劃分為幾個問題，針對以上的幾種問題簡化電力系統中相應的設備(元件特性等)。例如，潮流計算認為電網有功、無功符合平衡，系統無擺動。此時電網頻率為50HZ，數學上虛擬一個參考節點即平衡節點既作為功角的基準平衡電網有功功率偏差[7]。

電力系統在故障情況下受到較大的擾動，一般在0-25秒是個機電的暫態過程，在這個時間內，可能發生機組之間的擺動，造成系統中頻率不同，而正常運行是電網中各點的頻率應該是一致的，造成頻率不一致的原因主要是機組與系統的負荷不一致，頻率失穩在系統可能影響較長時間，全過程動態仿真算法是將暫態過程和中長期過程相結合起來計算。該方法優點是，在故障的全過程中電力系統動作模擬相對逼真，缺點是計算量大，同時存在的計算數穩定能否穩定的問題[8]。全動態仿真算法簡單框圖如圖4所示。

圖2 全動態仿真算法框圖 結語

調度員培訓仿真系統通過對電力系統、控制中心的模擬，為調度員提供了一個與實際電力系統運行和調度完全相同的環境，用以培訓調度員，使其能夠更好地處理系統各種情況下的操作任務，而且可以提高調度員的反事故能力。同時由于調度員培訓仿真系統的真實性，使反事故演習或培訓過程更加科學有針對性，避免經驗主義。

本文通過對調度員培訓仿真系統的發展現狀、系統原理、基本組成及其主要功能的介紹，進而梳理了系統的關鍵技術，使讀者對調度員培訓仿真系統有了一個深入的了解。參考文獻：

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第五篇：電力系統仿真MATPOWER潮流計算

IEEE30節點潮流計算

寧夏大學新華學院 馬智

潮流計算，指在給定電力系統網絡拓撲、元件參數和發電、負荷參量條件下，計算有功功率、無功功率及電壓在電力網中的分布。潮流計算是根據給定的電網結構、參數和發電機、負荷等元件的運行條件，確定電力系統各部分穩態運行狀態參數的計算。通常給定的運行條件有系統中各電源和負荷點的功率、樞紐點電壓、平衡點的電壓和相位角。待求的運行狀態參量包括電網各母線節點的電壓幅值和相角，以及各支路的功率分布、網絡的功率損耗等。它是基于配電網絡特有的層次結構特性，論文提出了一種新穎的分層前推回代算法。該算法將網絡支路按層次進行分類，并分層并行計算各層次的支路功率損耗和電壓損耗，因而可大幅度提高配電網潮流的計算速度。論文在MATLAB環境下，利用其快速的復數矩陣運算功能，實現了文中所提的分層前推回代算法，并取得了非常明顯的速度效益。另外，論文還討論發現，當變壓器支路阻抗過小時，利用Π型模型會產生數值巨大的對地導納，由此會導致潮流不收斂。為此，論文根據理想變壓器對功率和電壓的變換原理，提出了一種有效的電壓變換模型來處理變壓器支路，從而改善了潮流算法的收斂特性。

關鍵詞：電力系統；潮流分析；MATLAB

潮流計算的目的

電力系統的潮流計算最主要的目的是為了讓電力系統能夠安全穩定運行的同時做到經濟運行。所以考留到經及調度、電網規劃、電力系統可靠性分析。

具體表現在以下方面：

①在電網規劃階段,通過潮流計算,合理規劃電源容量及接入點,合理規劃網架,選擇無功補償方案,滿足規劃水平的大、小方式下潮流交換控制、調峰、調相、調壓的要求。

②在編制年運行方式時,在預計負荷增長及新設備投運基礎上,選擇典型方式進行潮流計算,發現電網中薄弱環節,供調度員日常調度控制參考,并對規劃、基建部門提出改進網架結構,加快基建進度的建議。

③正常檢修及特殊運行方式下的潮流計算,用于日運行方式的編制,指導發電廠開機方式,有功、無功調整方案及負荷調整方案,滿足線路、變壓器熱穩定要求及電壓質量要求。

④預想事故、設備退出運行對靜態安全的影響分析及作出預想的運行方式調整方案。

總結為在電力系統運行方式和規劃方案的研究中，都需要進行潮流計算以比較運行方式或規劃供電方案的可行性、可靠性和經濟性。同時，為了實時監控電力系統的運行狀態，也需要進行大量而快速的潮流計算。因此，潮流計算是電力系統中應用最廣泛、最基本和最重要的一種電氣運算。在系統規劃設計和安排系統的運行方式時，采用離線潮流計算；在電力系統運行狀態的實時監控中，則采用在線潮流計算。

MATLAB軟件的應用

MATLAB Compiler是一種編譯工具，它能夠將M編寫的函數文件生成函數庫或者可執行文件COM組件等，以提供給其他高級語言如C++、C#等進行調用由此擴展MATLAB的應用范圍，將MATLAB的開發效率與其他高級語言的運行結合起來，取長補短，豐富程序開發的手段。

目前電子計算機已廣泛應用于電力系統的分析計算，潮流計算是其基本應用軟件之一?，F有很多潮流計算方法。對潮流計算方法有五方面的要求：（1）計算速度快（2）內存需要少（3）計算結果有良好的可靠性和可信性（4）適應性好，即能處理變壓器變比調整、系統元件的不同描述和與其它程序配合的能力強（5）簡單。

MATLAB是一種交互式、面向對象的程序設計語言，廣泛應用于工業界與學術界，主要用于矩陣運算，同時在數值分析、自動控制模擬、數字信號處理、動態分析、繪圖等方面也具有強大的功能。

MATLAB程序設計語言結構完整，且具有優良的移植性，它的基本數據元素

是不需要定義的數組。它可以高效率地解決工業計算問題，特別是關于矩陣和矢量的計算。MATLAB與C語言和FORTRAN語言相比更容易被掌握。通過M語言，可以用類似數學公式的方式來編寫算法，大大降低了程序所需的難度并節省了時間，從而可把主要的精力集中在算法的構思而不是編程上。

另外，MATLAB提供了一種特殊的工具：工具箱（TOOLBOXES）.這些工具箱主要包括：信號處理（SIGNAL PROCESSING）、控制系統（CONTROL SYSTEMS）、神經網絡（NEURAL NETWORKS）、模糊邏輯(FUZZY LOGIC)、小波(WAVELETS)和模擬（SIMULATION）等等。不同領域、不同層次的用戶通過相應工具的學習和應用，可以方便地進行計算、分析及設計工作。

MATLAB設計中，原始數據的填寫格式是很關鍵的一個環節，它與程序使用的方便性和靈活性有著直接的關系。原始數據輸入格式的設計，主要應從使用的角度出發，原則是簡單明了，便于修改。

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圖1 IEEE-30節點系統接線圖

總結及感想

通過這次的課程設計，我知道了潮流計算的基本步驟和方法，明白了潮流計算對于電力系統的重要性，準確的潮流計算對于工農業的生產有著十分重要的意義。這次實習忙碌但是充實，在其中我發現了自己的不足，自己知識的很多漏洞，和基礎知識不扎實，課外知識知之甚少?？吹搅俗约豪碚撀撓祵嶋H的能力還需提高，也知道了自己以后學習的方向和目的。這次課程設計對自己意義很大，自己從中獲得很多東西。